KR101085815B1 - 유전용액이 주입되어 대역폭을 개선하는 광대역 평면 역 에프 안테나 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유전용액을 주입하여 대역폭을 개선하는 광대역 평면 역 에프 안테나 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 유전용액을 주입하여 대역폭을 개선하는 광대역 평면 역 에프 안테나는, 상호 소정간격으로 이격되며 마주보는 형태로 형성되는 복수개의 평행라인을 포함하여 이루어지며 상기 각 평행라인의 전류흐름이 상호간에 서로 반대방향으로 형성되어 전류의 감쇄가 일어나는 감쇄패턴을 포함하는 소정형태의 전도성패턴으로 형성되는 방사체; 및 상기 방사체를 지지 고정하는 상부면, 및 상기 방사체의 감쇄패턴과 대응되는 위치에 소정의 유전율을 갖는 유전용액이 주입되는 유전용액 주입부가 형성되는 하부면을 구비하는 소정형태의 프레임;을 포함하여 이루어진다.
따라서, 본 발명은 전류의 감쇄가 일어나는 방사체의 감쇄패턴에 일대일 대응되는 프레임의 하부면 소정위치에 소정의 유전율을 갖는 유전용액이 주입되어 대역폭을 개선하는 광대역 평면 역 에프 안테나 및 그 제조방법을 제공하는 효과가 있다.

Description

유전용액이 주입되어 대역폭을 개선하는 광대역 평면 역 에프 안테나 및 그 제조방법 {Broadband Planar Inverted-F Antenna have enhanced bandwidth by injecting dielectric material and Manufacturing Method thereof}

본 발명은 유전용액을 주입하여 대역폭을 개선하는 광대역 평면 역 에프 안테나 (PIFA:Planar Iverted-F Antenna) 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전류의 감쇄가 일어나는 방사체의 감쇄패턴에 일대일 대응되는 프레임의 하부면 소정위치에 소정의 유전율을 갖는 유전용액이 주입되어 대역폭을 개선하는 광대역 평면 역 에프 안테나 및 그 제조방법에 관한 것이다.

이동통신 단말기에 사용되는 안테나의 경우 외장형 안테나에 비하여 내장형 안테나가 일반화 되어 가고 있다. 뿐만 아니라, 해외여행객이 증가하면서 글로벌 시대에 맞는 글로벌 로밍 서비스가 증가하면서 다중대역 안테나를 필요로 하게 되었다.

도 1a는 종래의 평면 역 에프 안테나의 구성을 나타내는 분해사시도 이고, 도 1b는 종래의 평면 역 에프 안테나의 개략적인 구성을 나타내는 도 1a의 결합구성도이다.

도 1a 내지 도 1b에 도시된 바와 같이, 종래의 평면 역 에프 안테나(1)는, 다중대역을 만족시키기 위하여 저주파 패턴부(11) 및 고주파 패턴부(12)를 포함하는 소정형태의 전도성 패턴으로 형성되는 방사체(10)와, 상기 방사체(10)가 상부면상에 조립되어 지지 고정되는 소정형태의 프레임(20)을 포함하여 이루어진다.

그러나, 상기 종래의 평면 역 에프 안테나는 현재 이슈가 되고 있는 4세대 통신의 LTE(Long Term Evolution)대역과, 종래의 GSM850대역 및, 종래의 GSM900 대역을 모두 만족시키는 주파수대역폭을 확보하기에는 어려움이 있는 문제점이 있다. 즉, 이동통신 단말기의 크기가 소형화되면서 그 내부에 장착되는 안테나 또한 사이즈가 현저히 작아지기 때문에 저주파대역의 대역폭에 필요한 안테나길이를 확보하기에는 어려움이 있다.

따라서, 안테나 사이즈를 크게 하지 않고도 다중대역에서 동작하는 평면 역 에프 안테나의 저주파대역의 대역폭을 개선할 수 있는 현실적이고도 활용도가 높은 기술이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 전류의 감쇄가 일어나는 방사체의 감쇄패턴에 일대일 대응되는 프레임의 하부면 소정위치에 소정의 유전율을 갖는 유전용액이 주입되어 대역폭을 개선하는 광대역 평면 역 에프 안테나 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 유전용액이 주입되어 대역폭을 개선하는 광대역 평면 역 에프 안테나는, 상호 소정간격으로 이격되며 마주보는 형태로 형성되는 복수개의 평행라인을 포함하여 이루어지며 상기 각 평행라인의 전류흐름이 상호간에 서로 반대방향으로 형성되어 전류의 감쇄가 일어나는 감쇄패턴을 포함하는 소정형태의 전도성패턴으로 형성되는 방사체; 및 상기 방사체를 지지 고정하는 상부면, 및 상기 방사체의 감쇄패턴과 대응되는 위치에 소정의 유전율을 갖는 유전용액이 주입되는 유전용액 주입부가 형성되는 하부면을 구비하는 소정형태의 프레임;을 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 유전용액이 주입되어 대역폭을 개선하는 광대역 평면 역 에프 안테나의 제조방법은, 금속평판을 프레스 가공하여 상호 소정간격으로 이격되며 마주보는 형태로 형성되는 복수개의 평행라인을 포함하여 이루어지며 상기 각 평행라인의 전류흐름이 상호간에 서로 반대방향으로 형성되어 전류의 감쇄가 일어나는 감쇄패턴을 포함하는 소정형태의 전도성패턴으로 형성되는 방사체를 형성하는 단계와; 일측이 개방된 소정형태의 홈으로 형성되어 유전용액을 수용할 수 있는 유전용액 중공부가 하부면의 상기 방사체의 감쇄패턴에 대응되는 위치에 형성되는 소정형태의 프레임, 및 상기 유전용액 중공부에 유전용액을 주입하는 주입홀이 형성되며 상기 유전용액 중공부에 수용된 유전용액이 외부로 새어나가지 않도록 상기 유전용액 중공부의 개방된 일측을 완전히 커버하는 형태의 유전용액 중공부 커버를 각각 사출 성형하는 단계와; 상기 프레임의 유전용액 중공부와 상기 유전용액 중공부 커버를 서로 조립하여 상기 유전용액 중공부 및 상기 유전용액 중공부 커버로 이루어지며 유전용액이 주입될 수 있는 유전용액 주입부가 상기 프레임의 하부면에 형성되는 단계와; 상기 유전용액 중공부 커버에 형성된 주입홀을 통하여 상기 유전용액 주입부의 내부에 유전용액을 주입하는 단계; 및 상기 유전용액이 주입된 프레임의 상부면상에 상기 방사체를 조립하여 지지 고정하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명은 전류의 감쇄가 일어나는 방사체의 감쇄패턴에 일대일 대응되는 프레임의 하부면 소정위치에 소정의 유전율을 갖는 유전용액이 주입되어 대역폭을 개선하는 광대역 평면 역 에프 안테나 및 그 제조방법을 제공하는 효과가 있다.

도 1a는 종래의 평면 역 에프 안테나의 구성을 나타내는 분해사시도
도 1b는 종래의 평면 역 에프 안테나의 개략적인 구성을 나타내는 도 1의 결합구성도
도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 유전용액이 주입되어 대역폭을 개선하는 광대역 평면 역 에프 안테나의 구성을 나타내는 분해사시도
도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 유전용액이 주입되어 대역폭을 개선하는 광대역 평면 역 에프 안테나의 개략적인 구성을 나타내는 도 2a의 결합구성도.
도 3은 본 발명의 일실시예가 적용되기 전과 이후의 정재파비를 비교하여 나타내는 도면
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유전용액이 주입되어 대역폭을 개선하는 광대역 평면 역 에프 안테나의 제조방법을 나타내는 흐름도
도 5는 도 4의 제조방법에 따른 공정흐름을 나타내는 도면

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.

도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 유전용액이 주입되어 대역폭을 개선하는 광대역 평면 역 에프 안테나의 구성을 나타내는 분해사시도이고, 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 유전용액이 주입되어 대역폭을 개선하는 광대역 평면 역 에프 안테나의 개략적인 구성을 나타내는 도 2a의 결합구성도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 유전용액이 주입되어 대역폭을 개선하는 광대역 평면 역 에프 안테나(100)는 소정형태의 전도성 패턴으로 형성되는 방사체(110) 및 상기 방사체(110)를 상부면상에 지지 고정하는 소정형태의 프레임(120)을 포함하여 이루어진다.

보다 상세하게는, 상기 방사체(110)는 상호 소정간격으로 이격되며 마주보는 형태로 형성되는 복수개의 평행라인을 포함하여 이루어지며 상기 각 평행라인의 전류흐름이 상호간에 서로 반대방향으로 형성되어 상기 각 평행라인에 형성된 전류흐름이 교차하면서 상쇄되며 전류의 감쇄가 일어나는 감쇄패턴(113)을 포함하는 소정형태의 전도성 패턴으로 형성되며, 상기 프레임(120)은 상기 방사체를 지지 고정하는 상부면, 및 상기 방사체(110)의 감쇄패턴(113)과 일대일 대응되는 위치에 소정의 유전율을 갖는 유전용액이 주입되는 유전용액 주입부(130)가 형성되는 하부면을 구비한다.

이때, 본 발명의 일실시예에서 상기 방사체(110)는 상대적으로 낮은 주파수대역에서 동작하는 저주파 패턴부(111)와 상대적으로 높은 주파수대역에서 동작하는 고주파 패턴부(112)로 이루어지며, 상기 감쇄패턴(113)은 상기 저주파 패턴부(111)에 형성된다.

또한, 상기 유전용액 주입부(130)는, 상기 프레임(120)의 하부면에 일측이 개방된 소정형태의 홈으로 형성되어 유전용액을 수용하는 유전용액 중공부(121)와, 상기 유전용액 중공부(121)에 유전용액을 주입하는 주입홀(132)이 형성되며 상기 유전용액 중공부(121)에 수용된 유전용액이 외부로 새어나가지 않도록 상기 유전용액 중공부(121)의 개방된 일측을 완전히 커버하는 유전용액 중공부 커버(131)로 이루어진다.

이때, 본 발명의 일실시예에 따른 유전용액이 주입되어 대역폭을 개선하는 광대역 평면 역 에프 안테나(100)에서 상기 유전용액의 유전율 값은 상기 프레임(120)이 갖는 유전율 값보다 상대적으로 높은 유전율 값을 가지며, 본 발명의 일실시예에서 상기 유전용액은 인체의 유전율과 동일한 유전율 값을 갖도록 물 532.98g, Cellulose 3.2g, 소금 18.3g, Preventol D-7 2.4g, 설탕 766.0g 으로 배합하여 24간 희석시켜 형성되는 유전용액을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 일실시예에서는 상기 유전용액이 인체의 유전율과 동일한 유전율 값을 갖도록 하였으나, 본 발명에 있어서 상기 유전용액은 3 ~ 4의 유전율값을 갖는 프레임에 비하여 상대적으로 유전율값이 높은 인체의 유전율 값과 유사한 40 ~ 47의 유전율 값을 갖는다.

한편, 상기 유전용액이 상기 유전용액 중공부 커버(131)에 형성된 주입홀(132)을 통하여 상기 유전용액 주입부(130)에 주입되면 상기 방사체(120)의 저주파패턴부(111)가 동작하는 주파수대역의 대역폭이 개선된다.

즉, 상기 저주파 패턴부(111)의 소정위치에 형성되는 감쇄패턴(113)과 일대일 대응되는 프레임(120)의 위치에 상기 프레임(120)보다 높은 유전율값을 갖는 유전용액이 주입되면 상기 감쇄패턴(113)의 전류의 흐름이 상호간에 서로 반대방향으로 형성되어 전류의 감쇄가 발생하는 것을 높은 유전율로 인한 다중파장을 생성하게 하여 저주파 패턴부(111)의 동작주파수대역의 대역폭을 확대할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 유전용액이 주입되어 대역폭을 개선하는 광대역 평면 역 에프 안테나는, 전류의 감쇄가 일어나는 방사체의 감쇄패턴에 일대일 대응되는 프레임의 하부면 소정위치에 소정의 유전율을 갖는 유전용액이 주입되어 상기 방사체의 대역폭을 개선하는 효과가 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예가 적용되기 전과 이후의 정재파비를 비교하여 나타내는 도면이다.

도면참조부호 A는 본 발명의 일실시예가 적용되기 전의 정재파비를 가리키고, 도면참조부호 B는 본 발명의 일실시예가 적용된 이후의 정재파비를 가리킨다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 유전용액이 주입되어 대역폭을 개선하는 광대역 평면 역 에프 안테나(100)는 정재파비가 3:1 일때, 저주파수대역의 대역폭이 239MHz에서 259MHz로 개선되는 것을 알 수 있으며, 4세대 통신의 LTE(Long Term Evolution)대역과, 종래의 GSM850대역 및, 종래의 GSM900 대역을 모두 만족시킨다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유전용액이 주입되어 대역폭을 개선하는 광대역 평면 역 에프 안테나의 제조방법을 나타내는 흐름도이고, 도 5는 도 4의 제조방법에 따른 공정흐름을 나타내는 도면이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유전용액이 주입되어 대역폭을 개선하는 광대역 평면 역 에프 안테나(100)의 제조방법은, 금속평판을 프레스 가공하여 상호 소정간격으로 이격되며 마주보는 형태로 형성되는 복수개의 평행라인을 포함하여 이루어지며 상기 각 평행라인의 전류흐름이 상호간에 서로 반대방향으로 형성되어 상기 각 평행라인에 형성된 전류흐름이 교차하면서 상쇄되며 전류의 감쇄가 일어나는 감쇄패턴(113)을 포함하는 소정형태의 전도성패턴으로 형성되는 방사체(110)를 형성하는 단계(S100)와; 일측이 개방된 소정형태의 홈으로 형성되어 유전용액을 수용할 수 있는 유전용액 중공부(121)가 하부면의 상기 방사체(110)의 감쇄패턴(113)에 대응되는 위치에 형성되는 소정형태의 프레임(120), 및 상기 유전용액 중공부(121)에 유전용액을 주입하는 주입홀(132)이 형성되며 상기 유전용액 중공부(121)에 수용된 유전용액이 외부로 새어나가지 않도록 상기 유전용액 중공부(121)의 개방된 일측을 완전히 커버하는 형태의 유전용액 중공부 커버(131)를 각각 사출 성형하는 단계(S200)와; 상기 프레임(120)의 유전용액 중공부(121)와 상기 유전용액 중공부 커버(131)를 서로 조립하여 상기 유전용액 중공부(121) 및 상기 유전용액 중공부 커버(131)로 이루어지며 유전용액이 주입될 수 있는 유전용액 주입부(130)가 상기 프레임(120)의 하부면에 형성되는 단계(S300)와; 상기 유전용액 중공부 커버(131)에 형성된 주입홀(132)을 통하여 상기 유전용액 주입부(130)의 내부에 유전용액을 주입하는 단계(S400); 및 상기 유전용액이 주입된 프레임(120)의 상부면상에 상기 방사체(110)를 조립하여 지지 고정하는 단계(S500);로 이루어진다.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 유전용액은 상기 프레임(120)이 갖는 유전율 값보다 상대적으로 높은 인체의 유전율과 동일한 유전율 값을 가지며, 또한, 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 유전용액이 인체의 유전율과 동일한 유전율 값을 갖도록 하였으나, 본 발명에 있어서 상기 유전용액은 3 ~ 4의 유전율값을 갖는 프레임에 비하여 상대적으로 유전율값이 높은 인체의 유전율 값과 유사한 40 ~ 47의 유전율 값을 갖는다. 따라서, 상기 유전용액이 상기 유전용액 주입부(130)에 주입되면 상기 저주파 패턴부(111)가 동작하는 주파수대역의 대역폭이 개선되는 효과가 있다.

즉, 상기 방사체(110)의 소정위치에 형성되는 감쇄패턴(113)과 일대일 대응되는 프레임(120)의 위치에 상기 프레임(120)보다 높은 유전율값을 갖는 유전용액이 주입되면 상기 감쇄패턴(113)의 전류의 흐름이 상호간에 서로 반대방향으로 형성되어 전류의 감쇄가 발생하는 것을 높은 유전율로 인한 다중파장을 생성하게 하여 상기 저주파 패턴부(111)의 동작주파수대역의 대역폭을 확대할 수 있다.

상기와 같이, 본 발명은 전류의 감쇄가 일어나는 방사체의 감쇄패턴에 일대일 대응되는 프레임의 하부면 소정위치에 소정의 유전율을 갖는 유전용액이 주입되어 대역폭을 개선하는 광대역 평면 역 에프 안테나 및 그 제조방법을 제공하는 효과가 있다.

지금까지 본 발명에 대해서 상세히 설명하였으나, 그 과정에서 언급한 실시예는 예시적인 것일 뿐, 한정적인 것이 아님을 분명히 하며, 본 발명은 이하의 특허청구범위에 의하여 제공되는 본 발명의 기술적 사상이나 분야를 벗어나지 않는 범위내에서, 균등하게 대처할 수 있는 정도의 구성요소 변경은 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.

1, 100 : 평면 역 에프 안테나 10, 110 : 방사체
11, 111 : 저주파 패턴부 12, 112 : 고주파 패턴부
20, 120 : 프레임 113 : 감쇄패턴
121 : 유전용액 중공부 130 : 유전용액 주입부
131 : 유전용액 중공부 커버 131-1 : 주입홀

Claims (5)

1. 상호 소정간격으로 이격되며 마주보는 형태로 형성되는 복수개의 평행라인을 포함하여 이루어지며 상기 각 평행라인의 전류흐름이 상호간에 서로 반대방향으로 형성되어 상기 각 평행라인에 형성된 전류흐름이 교차하면서 상쇄되며 전류의 감쇄가 일어나는 감쇄패턴을 포함하는 소정형태의 전도성패턴으로 형성되는 방사체; 및
   상기 방사체를 지지 고정하는 상부면, 및 상기 방사체의 감쇄패턴과 대응되는 위치에 소정의 유전율을 갖는 유전용액이 주입되는 유전용액 주입부가 형성되는 하부면을 구비하는 소정형태의 프레임;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유전용액을 주입하여 대역폭을 개선하는 광대역 평면 역 에프 안테나.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 유전용액은,
   상기 프레임이 갖는 유전율 값 보다 상대적으로 높은 인체의 유전율 값과 유사한 40 ~ 47의 유전율 값을 가지는 것을 특징으로 하는 유전용액을 주입하여 대역폭을 개선하는 광대역 평면 역 에프 안테나.
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 유전용액 주입부는,
   상기 프레임의 하부면에 일측이 개방된 소정형태의 홈으로 형성되어 유전용액을 수용하는 유전용액 중공부, 및 상기 유전용액 중공부에 유전용액을 주입하는 주입홀이 형성되며 상기 유전용액 중공부에 수용된 유전용액이 외부로 새어나가지 않도록 상기 유전용액 중공부의 개방된 일측을 완전히 커버하는 유전용액 중공부 커버로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유전용액을 주입하여 대역폭을 개선하는 광대역 평면 역 에프 안테나.
   
4. 금속평판을 프레스 가공하여 상호 소정간격으로 이격되며 마주보는 형태로 형성되는 복수개의 평행라인을 포함하여 이루어지며 상기 각 평행라인의 전류흐름이 상호간에 서로 반대방향으로 형성되어 상기 각 평행라인에 형성된 전류흐름이 교차하면서 상쇄되며 전류의 감쇄가 일어나는 감쇄패턴을 포함하는 소정형태의 전도성패턴으로 형성되는 방사체를 형성하는 단계와;
   일측이 개방된 소정형태의 홈으로 형성되어 유전용액을 수용할 수 있는 유전용액 중공부가 하부면의 상기 방사체의 감쇄패턴에 대응되는 위치에 형성되는 소정형태의 프레임, 및 상기 유전용액 중공부에 유전용액을 주입하는 주입홀이 형성되며 상기 유전용액 중공부에 수용된 유전용액이 외부로 새어나가지 않도록 상기 유전용액 중공부의 개방된 일측을 완전히 커버하는 형태의 유전용액 중공부 커버를 각각 사출 성형하는 단계와;
   상기 프레임의 유전용액 중공부와 상기 유전용액 중공부 커버를 서로 조립하여 상기 유전용액 중공부 및 상기 유전용액 중공부 커버로 이루어지며 유전용액이 주입될 수 있는 유전용액 주입부가 상기 프레임의 하부면에 형성되는 단계와;
   상기 유전용액 중공부 커버에 형성된 주입홀을 통하여 상기 유전용액 주입부의 내부에 유전용액을 주입하는 단계; 및
   상기 유전용액이 주입된 프레임의 상부면상에 상기 방사체를 조립하여 지지 고정하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유전용액을 주입하여 대역폭을 개선하는 광대역 평면 역 에프 안테나의 제조방법.
   
5. 청구항 4에 있어서, 상기 유전용액은,
   상기 프레임이 갖는 유전율 값 보다 상대적으로 높은 인체의 유전율 값과 유사한 40 ~ 47의 유전율 값을 가지는 것을 특징으로 하는 유전용액을 주입하여 대역폭을 개선하는 광대역 평면 역 에프 안테나의 제조방법.

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